專利名稱：鎂合金化成溶液及其配制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂合金化成溶液及其配制方法。
背景技術(shù)：
鎂合金輕材料因?yàn)楸戎氐?、?qiáng)度高且適合回收使用而廣泛應(yīng)用于汽車及電器設(shè)備。但是，由于鎂合金化學(xué)性質(zhì)較為活潑，耐腐蝕性能較差，因此鎂合金工件在使用前一般需要在其表面形成抗腐蝕膜，該抗腐蝕膜需具有良好的耐鹽霧性能及較小的表面阻抗?，F(xiàn)有的化成溶液，一般使用陽離子性的四價(jià)的VO2+或V4+作為釩的供給源，在該化成溶液中添加有機(jī)酸對鎂合金進(jìn)行化成處理，使鎂合金工件表面形成一層致密的保護(hù)膜， 以提高其抗腐蝕性。該化成溶液中釩的供給源為四價(jià)的VO2+或V4+，其價(jià)格較含有五價(jià)釩的 VO3-的偏釩酸鹽的價(jià)格要高，然而，偏釩酸鹽在化成中形成的保護(hù)膜較薄，很難同時(shí)達(dá)到較佳的低阻抗性及耐腐蝕性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況，有必要提供一種形成的保護(hù)膜具有良好的耐腐蝕性及較小的表面阻抗的鎂合金化成溶液及其配制方法。一種用于鎂合金的化成溶液，其包括偏釩酸根、多羥基芳香族化合物及余量水，其中偏釩酸根的摩爾濃度的取值范圍為8. 20 X ΙΟ"4至8. 20 X ΙΟ"2摩爾/升，多羥基芳香族化合物的摩爾濃度的取值范圍為1. 18X10_4至1. 18 X 10_2摩爾/升，該化成溶液的PH值在大于1且小于4。一種化成溶液的配制方法，其包括步驟將偏釩酸鹽或五氧化二釩溶解至50°C的水中，配成基本溶液；將多羥基芳香族化合物溶解于該基本溶液；調(diào)節(jié)該溶液的PH值，使該其PH值大于1且小于4，并使偏釩酸根的摩爾濃度的取值范圍為8. 20 X ΙΟ"4至8. 20X10^ 摩爾/升，并使多羥基芳香族化合物的摩爾濃度的取值范圍為1. 18X10_4至1. 18X10_2摩
爾/升。上述鎂合金化成溶液，通過添加多羥基芳香族化合物，同時(shí)控制化成溶液的組成， 使得生成的保護(hù)膜厚度適中且均勻，同時(shí)達(dá)到較佳的低阻抗性及耐腐蝕性，從而避免保護(hù)膜較薄導(dǎo)致的耐鹽霧性能較差及保護(hù)膜較厚導(dǎo)致的表面阻抗偏大。同時(shí)，該化成溶液使用偏釩酸鹽或五氧化二釩作為釩的供給源，成本較低。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的化成溶液配方及樣品測試結(jié)果。圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的化成溶液配方及樣品測試結(jié)果。圖3是本發(fā)明實(shí)施例三的化成溶液配方及樣品測試結(jié)果。圖4是本發(fā)明實(shí)施例四的化成溶液配方及樣品測試結(jié)果。
具體實(shí)施例方式下面以具體實(shí)施方式
并結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例提供的鎂合金化成方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種用于鎂合金表面處理的化成溶液，其包括偏釩酸根、多羥基芳香族化合物及余量水，其中偏釩酸根的摩爾濃度的取值范圍為8. 20X10_4至8. 20父10_2摩爾/升，多羥基芳香族化合物的摩爾濃度的取值范圍為1. 18 X ΙΟ"4至1. 18 X ΙΟ"2摩爾/升，該化成溶液的 PH值大于1且小于4之間。上述化成溶液中，偏釩酸根由偏釩酸鹽或五氧化二釩溶解于該化成溶液而成，偏釩酸鹽包括但不限于偏釩酸鈉、偏釩酸銨。多羥基芳香族化合物包括但不限于單寧酸、L-抗壞血酸或沒食子酸，可以為其中的一種或幾種的混合物。化成溶液的PH值可采用有機(jī)酸或無機(jī)酸來進(jìn)行控制，無機(jī)酸可以為硫酸、硝酸、磷酸及鹽酸中的一種或幾種的混合物，其中優(yōu)選硫酸。配制該化成溶液時(shí)，將水加熱至50°C ；將偏釩酸鹽或五氧化二釩溶解于50°C的水配成基本溶液；將多羥基芳香族化合物溶解于該基本溶液；調(diào)節(jié)該溶液的PH值，使其PH值大于1且小于4，并使偏釩酸根的摩爾濃度的取值范圍為8. 20X ΙΟ"4至8. 20X ΙΟ"2摩爾/ 升，并使多羥基芳香族化合物的摩爾濃度的取值范圍為1. 18X10_4至1. 18X10_2摩爾/升。為進(jìn)一步對上述化成溶液進(jìn)行說明，以下將以具體實(shí)施例說明。實(shí)施例一提供四組(第Al組、第A2組、第A3組與第A4組)鎂合金工件，該鎂合金工件的材質(zhì)均為AZ91D型鎂合金，表面用#800的砂紙打磨、蒸餾水洗滌、酒精脫脂后，采用四組化成溶液對該四組鎂合金工件進(jìn)行化成處理5分鐘，蒸餾水洗滌后100°C烘干，第Al組、第A2 組、第A3組與第A4組鎂合金工件在化成工藝中所采用的溶液相應(yīng)的組分濃度分別如圖1 中的Al組、A2組、A3組、A4組所在列所示?；商幚砗蟮乃慕M鎂合金工件，測試結(jié)果如圖1中的Al組、A2組、A3組、A4組所在列所示。其中，鹽霧測試在鹽霧箱中進(jìn)行，使用5%的氯化鈉溶液噴霧8小時(shí)，腐蝕面積按照ASTM-Bl 17等級數(shù)進(jìn)行評價(jià)；表面阻抗測試使用表面阻抗計(jì)(Lorester EP, Mitsubishi Chemical)測定。從圖1中可以看出，四組使用含有偏釩酸鈉的化成溶液化成后的鎂合金表面阻抗均小于1歐姆，其中第A4組樣品的鹽霧測試達(dá)到9級。可見，采用本發(fā)明的鎂合金化成溶液(第A4組)處理的鎂合金工件具有良好的耐鹽霧性能及較小的表面阻抗。當(dāng)該鎂合金工件應(yīng)用于便攜式電子裝置時(shí)，可確保該便攜式電子裝置具有較強(qiáng)的電磁波屏蔽能力。同時(shí)，該化成溶液采用偏釩酸鹽或五氧化二釩作為釩的供給源，成本較低，且該化成溶液中不含磷化物及鉻化物，使用時(shí)不會造成水源及土壤污染，符合環(huán)保的要求。本發(fā)明還提供該化成溶液的配制方法。實(shí)施例二提供三組(第B 1組、第B2組與第B3組)鎂合金工件，該鎂合金工件的材質(zhì)均為 AZ91D型鎂合金，表面用#800的砂紙打磨、蒸餾水洗滌、酒精脫脂后，采用三組化成溶液對該三組鎂合金工件進(jìn)行化成處理2分鐘，蒸餾水洗滌后10(TC烘干，第Bl組、第B2組與第 B3組鎂合金工件在化成工藝中所采用的溶液相應(yīng)的組分濃度分別如圖2中的Bl組、B2組、B3組所在列所示，該三組鎂合金化成溶液中偏釩酸鹽為偏釩酸鈉，多羥基芳香族化合物分別為沒食子酸、單寧酸、L-抗壞血酸。化成處理后的三組鎂合金工件，測試結(jié)果如圖2中的Bl組、B2組、B3組所在列所示。其中，鹽霧測試在鹽霧箱中進(jìn)行，使用5%的氯化鈉溶液噴霧8小時(shí)，腐蝕面積按照ASTM-B117等級數(shù)進(jìn)行評價(jià)；表面阻抗測試使用表面阻抗計(jì)(Lorester EP, MitsubishiChemical)測定。從圖2中可以看出，三組使用本發(fā)明的化成溶液化成后的鎂合金表面阻抗均小于 1歐姆，鹽霧測試達(dá)到8級，其中使用沒食子酸的化成溶液(第Bl組)化成后的鎂合金鹽霧測試達(dá)到了 9級?？梢姡捎帽景l(fā)明的鎂合金化成溶液處理的鎂合金工件具有良好的耐鹽霧性能及較小的表面阻抗，當(dāng)化成溶液中多羥基芳香族化合物為沒食子酸時(shí)，使用該化成溶液處理的鎂合金顯示出較佳的耐鹽霧性能。當(dāng)該鎂合金工件應(yīng)用于便攜式電子裝置時(shí)， 可確保該便攜式電子裝置具有較強(qiáng)的電磁波屏蔽能力。實(shí)施例三提供七組(第C 1組、第C2組、第C3組、第C4組、第C5組、第C6組與第C7組) 鎂合金工件，該鎂合金工件的材質(zhì)均為AZ91D型鎂合金，表面用#800的砂紙打磨、蒸餾水洗滌、酒精脫脂后，采用六組化成溶液分別對第C2組、第C3組、第C4組、第C5組、第C6組與第C7組鎂合金工件進(jìn)行化成處理2分鐘，蒸餾水洗滌后10(TC烘干，第C2組、第C3組、第 C4組、第C5組、第C6組與第C7組在化成工藝中所采用的溶液相應(yīng)的組分濃度分別如圖3 中的第C2組、第C3組、第C4組、第C5組、第C6組與第C7組所在列所示。第C 1組鎂合金工件僅僅表面用#800的砂紙打磨、蒸餾水洗滌、酒精脫脂處理，沒有進(jìn)行化成處理。處理后的七組鎂合金工件，測試結(jié)果如圖3中的第Cl組、第C2組、第C3組、第C4 組、第C5組、第C6組、第C7組所在列所示。安裝電氣化學(xué)試驗(yàn)固定盤(試驗(yàn)面積13. 8cm2)， 將工件浸漬在5%的氯化鈉溶液中處理8小時(shí)后，腐蝕電位使用飽和Hg/Hg2Cl2作為參照電極測定，腐蝕電阻依照ASTM G106標(biāo)準(zhǔn)，使用阻抗分析儀(R600，Gamry Instrument)測定。從圖3中可以看出，使用添加沒食子酸的化成溶液(第C3組、第C4組、第C5組、 第C6組、第C7組)對鎂合金進(jìn)行化成處理后，鎂合金腐蝕電阻比第Cl組沒有進(jìn)行化成處理的鎂合金的腐蝕阻抗均有提高，第C3組、第C4組、第C5組、第C6組及第C7組化成溶液處理的鎂合金腐蝕電位比沒有進(jìn)行化成處理的鎂合金(第Cl組)及使用僅含有偏釩酸鈉的化成溶液(第C2組)處理后的鎂合金的腐蝕電位降低?？梢?，采用本發(fā)明的鎂合金化成溶液處理的鎂合金工件具有良好的耐腐蝕性能。實(shí)施例四提供三組(第Dl組、第D2組與第D3組)鎂合金工件，該鎂合金工件的材質(zhì)均為 AZ91D型鎂合金，表面用#800的砂紙打磨、蒸餾水洗滌、酒精脫脂后，采用三組化成溶液對該三組鎂合金工件進(jìn)行化成處理2分鐘，蒸餾水洗滌后10(TC烘干，第Dl組、第D2組與第 D3組鎂合金工件在化成工藝中所采用的溶液相應(yīng)的組分濃度分別如圖4中的Dl組、D2組、 D3組所在列所示，三組化成溶液中偏釩酸鈉及沒食子酸的含量均相同，PH值不同。 化成處理后的三組鎂合金工件，測試結(jié)果如圖4中的Dl組、D2組、D3組所在列所示。其中，鹽霧測試在鹽霧箱中進(jìn)行，使用5%的氯化鈉溶液噴霧8小時(shí)，腐蝕面積按照ASTM-B117等級數(shù)進(jìn)行評價(jià)；表面阻抗測試使用表面阻抗計(jì)(Lorester EP,MitsubishiChemical)測定；腐蝕量烘干后稱重測定。從圖4中可以看出，三組使用本發(fā)明的化成溶液化成后的鎂合金表面阻抗均小于 1歐姆；其中PH = 2的化成溶液處理的鎂合金的鹽霧測試達(dá)到9級?？梢姡景l(fā)明的鎂合金化成溶液的PH值為2時(shí)，處理的鎂合金工件能達(dá)到較佳的耐鹽霧性能。當(dāng)該鎂合金工件應(yīng)用于便攜式電子裝置時(shí)，可確保該便攜式電子裝置具有較強(qiáng)的電磁波屏蔽能力。該化成溶液中不含磷化物及鉻化物，使用時(shí)不會造成水源及土壤污染，符合環(huán)保的要求?？梢岳斫猓谔幚磉^程中，也可采用酸洗、堿洗等步驟除去鎂合金表面的氧化膜來替代砂紙打磨。實(shí)施例五提供三個(gè)鎂合金工件，該三個(gè)鎂合金工件的材質(zhì)均為AZ91D型鎂合金，表面依次使用脫脂劑(質(zhì)量濃度為30克/升，S0717,日本表面處理公司)、活化劑(體積百分比為 15%, ME-410)，表面調(diào)整劑(體積百分比為15%，MD-420)處理以除去鎂合金表面的氧化層，采用化成溶液對該三個(gè)鎂合金工件進(jìn)行化成處理3分鐘，蒸餾水洗滌后10(TC烘干。之后在該三個(gè)鎂合金工件上噴涂聚酯系底漆、丙烯系面漆，將噴涂后的鎂合金工件進(jìn)行附著力測試。三個(gè)鎂合金工件在化成處理中使用的化成溶液的配方為偏釩酸鈉的摩爾濃度為 2. 46 X ΙΟ"2摩爾/升，沒食子酸的摩爾濃度為1. 76 X ΙΟ"3摩爾/升，PH = 2。附著力測試采用百格測試，按照ISO M09等級數(shù)評價(jià)。三個(gè)鎂合金工件進(jìn)行百格測試時(shí)涂層均無脫落，附著力等級達(dá)到0級，可見該化成溶液處理的鎂合金工件具有較佳的附著力。當(dāng)該鎂合金工件應(yīng)用于便攜式電子裝置時(shí)， 可確保該便攜式電子裝置表面噴涂的涂層不易脫落。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于鎂合金表面處理的化成溶液，其包括偏釩酸根、多羥基芳香族化合物及余量水，其中，偏釩酸根的摩爾濃度的取值范圍為8. 20 X IO-4至8. 20 X IO-2摩爾/升，多羥基芳香族化合物的摩爾濃度的取值范圍為1. 18 X ΙΟ"4至1. 18 X ΙΟ"2摩爾/升，該化成溶液的 PH值大于1且小于4。
2.如權(quán)利要求1所述的化成溶液，其特征在于該偏釩酸根由偏釩酸鈉及偏釩酸銨中的至少一種提供。
3.如權(quán)利要求1所述的化成溶液，其特征在于該偏釩酸根由五氧化二釩溶解于該化成溶液而提供。
4.如權(quán)利要求1所述的化成溶液，其特征在于該多羥基芳香族化合物為單寧酸、L-抗壞血酸及沒食子酸中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的化成溶液，其特征在于該化成溶液的PH值使用硫酸控制。
6.如權(quán)利要求1所述的化成溶液，其特征在于該化成溶液的PH值為2。
7.如權(quán)利要求1所述的化成溶液，其特征在于該多羥基芳香族化合物的摩爾濃度小于該偏釩酸根摩爾濃度的五分之一。
8.一種化成溶液的配制方法，其包括步驟將偏釩酸鹽或五氧化二釩至50°C的水中，配成基本溶液；將多羥基芳香族化合物溶解于該基本溶液；調(diào)節(jié)該溶液的PH值，使其PH值大于1且小于4，并使偏釩酸根的摩爾濃度的取值范圍為8. 20 X ΙΟ"4至8. 20 X ΙΟ"2摩爾/升，并使多羥基芳香族化合物的摩爾濃度的取值范圍為 1. 18X Kr4 至 1. 18Χ1(Γ2 摩爾 / 升。
全文摘要
一種用于鎂合金的化成溶液，其包括偏釩酸根、多羥基芳香族化合物及余量水，其中偏釩酸根的摩爾濃度的取值范圍為8.20×10-4至8.20×10-2摩爾/升，多羥基芳香族化合物的摩爾濃度的取值范圍為1.18×10-4至1.18×10-2摩爾/升，該化成溶液的pH值在大于1且小于4。上述鎂合金化成溶液，通過添加多羥基芳香族化合物，使得生成的保護(hù)膜同時(shí)達(dá)到較佳的低阻抗性及耐腐蝕性。本發(fā)明還提供上述化成溶液的配制方法。
文檔編號C23C22/40GK102212813SQ20101014465
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者中津川勛, 李午斌, 歐炳隆 申請人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司